抗高温耐盐 AMPS/AM/AA 降失水剂的合成及其性能表征

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为单体,采用新型偶氮类引发剂(V50)合成了AMPS/AM/AA三元抗高温耐盐油井水泥降失水剂,通过设计正交实验,确定了共聚物的最佳合成条件为：AMPS/AM/AA的摩尔比为45∶45∶10,聚合反应温度为60℃,单体质量百分数为9%,引发剂摩尔百分比为0.60%,反应介质pH值为8;反应时间4 h。通过红外光谱分析验证了三元共聚物的结构;采用DSC与TG证实了三元共聚物在300℃具有较好的热稳定性;水泥浆性能测试表明,该降失水剂能够在180℃/6.9 MPa、饱和盐水中,控制水泥浆API失水量小于100 mL。     

新型耐高温油井水泥降失水剂的合成及性能研究

为提高普通油井水泥降失水剂的抗温性能,以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)为原料,合成了AMPS/AM/AA/NVP四元共聚物耐高温油井水泥降失水剂,研究了反应单体浓度、单体配比、引发剂浓度等因素对降失水剂性能的影响,考察了降失水剂的耐温耐盐性及其对水泥浆性能的影响。结果表明,降失水剂的最佳合成条件为:单体加量15%,单体组成为:60%AMPS、20%AM、15%AA、5%NVP,引发剂、交联剂(N,N-亚甲基双丙烯酰胺)和分子量调节剂(甲基丙烯磺酸钠)加量分别为单体总量的1%、0.15%和0.8%,pH=7,反应温度60℃,反应时间4 h。该降失水剂具有优良的耐温耐盐性能,耐温可达180℃,在36%NaCl溶液中添加3%降失水剂即可使水泥浆API失水量降至46 mL。在180℃、降失水剂掺量为4%时,水泥浆API失水量为48 mL、稠化时间为308 min、水泥石抗压强度为32.5 MPa,满足高温条件下的固井施工要求。     

N,N-二甲基丙烯酰胺对AMPS类降失水剂性能影响研究

本文在2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/丙烯酸(AMPS/AM/AA)三元共聚物类油井水泥降失水剂中引入单体N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA),考察了DMAA对降失水剂相对分子质量、降失水性能、稠化时间、分散性能、耐温性能的影响,结果表明在AMPS/AM/AA三元共聚物中引入不同比例的DMAA后,随着DMAA比例的提高,共聚物的聚合度降低、控制失水性能减弱;水泥浆在80℃~100℃"倒挂"现象缓解,130℃~150℃"倒挂"现象加剧;降失水剂的分散效果降低;水泥浆在高温条件下的稳定性提高。     

新型三元共聚物降失水剂的合成与性能研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和一种含磺酸基的单体为反应单体,过硫酸铵/亚硫酸氢钠氧化-还原体系为引发剂,采用乳液聚合法合成了一种三元共聚物;采用FTIR和GPC等手段对三元共聚物进行了结构表征并采用TG方法分析了它的热稳定性;以三元共聚物为降失水剂,考察了其对钻井液降失水能力的影响。表征及分析结果显示,三元共聚物中含有AA、AM、含磺酸基的3种单体的结构单元,热分解温度高达266℃,数均相对分子质量为60 000,重均相对分子质量为150 000,相对分子质量分布为2.5。实验结果表明,该降失水剂能显著提高钻井液的降失水性能和抗盐性能,与饱和盐水基浆相比,含8%(w)三元共聚物的饱和盐水钻井液的失水量降低了9.6倍。     

新型两性离子固井降失水剂的合成与性能评价

以丙烯酰胺（AM）、丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和一种新型阳离子单体（X）为原料,采用自由基水溶液聚合法,通过正交实验,优选出最佳合成工艺,合成出一种新型耐盐、抗高温、适用温度范围广的降失水剂TSM-1。用红外光谱、核磁共振和热失重分析对其进行表征,并对添加降失水剂TSM-1水泥浆体系的综合性能进行评价。实验结果表明,聚合物TSM-1中含有4种单体的特征官能团,热稳定性高。降失水剂TSM-1缓凝效果弱,不影响水泥石强度,TSM-1与不同类型水泥和固井缓凝剂配伍好,综合性能优异。由于在聚合物分子结构中引入一种功能性阳离子单体,合成的降失水剂TSM-1有较宽的适用范围,最高可达200℃,可控制饱和盐水水泥浆失水量在50 mL以内,满足固井施工要求。通过化学分析、扫描电镜等方法得出降失水剂作用机理为:两性离子通过多点吸附作用牢牢吸附在水泥颗粒表面,形成一层吸附膜,在失水压差下,吸附膜被挤压、充填于水泥颗粒孔隙中,堵塞失水通道、降低泥饼渗透率,从而控制失水量。      

抗高温降失水剂AMPS／AM／NVP共聚物的合成及性能

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）和N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）为原料,采用水溶液自由基共聚法合成了抗高温、抗盐油井水泥降失水剂AMPS／AM／NVP三元共聚物,确定了聚合物降失水剂的最佳合成条件。该降失水剂能将淡水水泥浆的API失水量控制在50mL以内,饱和盐水水泥浆API失水量控制在100mL以内。以该降失水剂为主剂的水泥浆体系在150℃以内都具有较低的失水量,形成的水泥浆及水泥石综合性能良好。     

油井水泥降失水剂HCW-1的合成及性能评价

常用的水泥浆降失水剂不同程度地存在着一些缺陷,如使水泥浆增稠,流动性变差;缓凝性较强或高温下水解超缓凝;高温下失水性能变差等.研究了2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)和一种功能型单体(简称为SM)的三元共聚物(HCW-1)的合成方法及在油井水泥浆中的降失水作用.实验结果表明,HCW-1合成条件易于控制,工艺简单;在150℃以内,HCW-1具有较好的抗温降失水功能,随加量的增大,高温下的失水量也远小于250 mL;HCW-1除具有优良的降失水效果外,还兼有对水泥浆稠化时间影响小、降低水泥浆自由水含量、对水泥石抗压强度影响小等优点;可与其它外加剂复配使用.探讨了其降失水机理,认为HCW-1通过吸附基团和水化基团能在水泥颗粒表面形成"水泥颗粒-线性水溶性高分子-水分子吸附层"结构,阻塞水泥内部空隙,束缚住大量自由水从而降低失水量.     

油井水泥降失水剂的合成及性能评价

简要介绍了由2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)合成三元共聚物降失水剂的方法.考察了降失水剂用量对降失水剂性能的影响,以及最佳用量条件下降失水剂的耐盐、耐温性能等.结果表明,当降失水剂用量0.85％时,淡水水泥浆失水量仅为22 mL,水泥浆初始稠度12 Bc;氯化钠含量小于30％...     

高温水泥浆降失水剂DRF-120L的制备及评价

目前国内使用的合成聚合物类降失水剂普遍存在抗高温、抗盐能力差的问题,为解决这一问题,从分子结构入手,优选出性能优异的聚合单体,采用水溶液自由基共聚合法制备了抗高温、抗 盐降失水剂DRF-120L。DRF-120L分子主链上引入了磺酸基及双羧基等多种官能团,提高了降失水剂对水泥粒子的吸附能力,从而提高了降失水剂在高温下控制水泥浆失水的能力。分别考察了引发剂加量 、反应温度及单体浓度等因素对降失水剂性能的影响,确定了聚合反应的最佳合成条件,制备出了抗温达到200 ℃的降失水剂DRF-120L。DRF-120L在高温下能将?水水泥浆及含盐水水泥浆API失水量控制 在100 mL以内且对水泥石的强度发展无不良影响;以DRF-120L为主剂的常规密度水泥浆及高密度水泥浆均具有良好的综合性能,能够满足高温深井固井的需要。     

无机-有机聚合物降滤失剂PTF的研制及应用

为了满足深部盐膏层钻井的需要,合成了耐温抗盐无机-有机聚合物降滤失剂PTF.PTF由丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰氧丁基磺酸(AOBS)、无机单体和合适的引发剂共聚而成,该剂具有独特的空间三维分子结构,分子链刚性大.耐温、抗盐和耐剪切能力强.评价了PTF的抗温、抗钙和降滤失性能,分析了其作用机理,介绍了其现场应用情况.在胜利油田14口井的现场应用表明,无机-有机聚合物降滤失剂PTF具有良好的抗温、抗钙和降滤失性能,取得了显著的应用效果和经济效益.     

AM/AA/DMA共聚物泥浆降滤失剂的合成

合成了一种三元共聚物泥浆降滤失剂。研究表明 ,该共聚物在泥浆中具有很强的降滤失能力 ,防塌、抗温、抗盐及抗钙离子污染能力强     

AEDMAC/AM/AA两性共聚物降滤失剂的合成与性能

合成了丙烯酰胺基乙基二甲基氯化铵／丙烯酰胺／丙烯酸(AEDMAC／AM/AA)共聚物钻井液降滤失剂，评价了此共聚物钻井液性能。结果表明，AEDMAC／AM／AA共聚物具有良好的降滤失、防塌、保护油气层性能，抗温、抗盐污染能力强。     

耐高温聚合物降滤失剂AAS的研制与性能评价

深井超深井井底温度高,水泥浆滤失控制难度大。为解决这一问题,以 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)和苯乙烯磺酸钠(SSS)为原料,以偶氮二异丁脒盐酸盐为引发剂,通过优化AMPS、AM和SSS三者的比例,合成了三元共聚耐高温降滤失剂AAS。利用红外光谱、核磁共振氢谱表征、热重和差热分析等方法评价了AAS的稳定性,并开展了水泥浆高温滤失性能评价。结果表明,AMPS、AM和SSS质量比为20:5:1时,AAS的分解温度为350℃左右;AAS加量为1.6%时,在180℃条件下水泥浆API滤失量可以控制在150 mL以下,150℃条件下滤失量为56 mL。研究表明,降滤失剂AAS能够降低水泥浆在高温下的滤失量,对水泥浆流变性、强度和稠化时间无明显影响,能满足高温固井对水泥浆的要求。      

AMPS/DMAM/AA共聚物固井降滤失剂的研究

为解决固井降滤失剂普遍存在的抗温能力差、与其他外加剂配伍性欠佳以及综合性能差等问题,选用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAM)和丙烯酸(AA)为共聚单体,采用水溶液聚合法制得共聚物AMPS/DMAM/AA.对共聚物AMPS/DMAM/AA的微观结构进行了分析,并对其性能进行了评价,结果表明:各单体都参与了聚合,共聚物分解温度为380 ℃;淡水基浆中该共聚物加量超过3 %时,在温度不高于120 ℃时,可将滤失量控制在100 mL以内,且水泥浆初始稠度低,过渡时间短,稠化曲线线形良好,抗压强度适中,没有过度缓凝现象;饱和NaCl盐水基浆中该共聚物加量超过4 %时,可将滤失量控制在80 mL以内.这表明AMPS/DMAM/AA共聚物降滤失剂的抗温、抗盐能力强,与其他外加剂、尤其是高温缓凝剂配伍性好,以该共聚物为降滤失剂的水泥浆具有很好的综合性能.      

正交实验法在AA/AM/AMPS超浓反相乳液聚合中的应用

采用超浓反相乳液聚合法合成AA /AM/AMPS三元共聚物降滤失水剂.正交实验考察了乳化剂用量、引发剂用量、水相体积分数等反应条件对降滤失水剂稳定性能和滤失水量的影响,直观和方差分析结果表明,乳化剂用量对超浓反相乳液聚合物性能的影响最显著,在乳化剂用量占油相总量的12%,引发剂用量占单体总量的0.2%,水相体积分数78%的最佳反应条件下,合成聚合物降滤失水剂稳定性为2.40,滤失水量为10.30 mL.     

AM／AMPS共聚物油井水泥浆降失水剂的合成研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和丙烯酰胺（AM）为原料，合成了油井水泥浆降失水剂AM／AMPS共聚物。确定了AM／AMPS共聚物降失水剂的最佳合成条件：单体加量8％，AMPS与AM质量比1：7，引发剂加量0．5％，反应体系pH值7，反应温度50℃。该共聚物降失水剂能有效控制水泥浆的失水量，且保证水泥浆的其他性能在一定范围内可调。     

AA/AM/AMPS共聚物降滤失水剂的超浓反相乳液聚合及性能研究

选用丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS），采用超浓反相乳液聚合法合成油田降滤失水剂。通过红外光谱（FTIR）分析验证三元AA/AM/AMPS共聚物；分别考察了乳化剂用量、水相体积分数、水相pH值对降滤失水剂滤失水性能和稳定性能的影响。